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水利施工中软土地基处理技术探析

水利施工中软土地基处理技术探析

摘要:近些年来我国越来越重视水利建设,水利的兴建,不仅能够帮助农民旱涝保收,还能够调控水源,能够有效的遏制洪水灾害,在水利工程建设中,软土地基的处理是水利工程地基稳定性的关键,随着我国经济的高速发展以及科技的不断进步,水利工程施工技术上也得到了很大的提高,对于地基的相关建设和管理工作也有很大程度的提高,为了确保工程建设的可靠性,在建设工程之前对地基情况进行一定的了解,是科学有效的设计和管理工程工作所必须的过程。

关键词:水利施工;软土地基;处理方法

随着近些年中国水利工程建筑技术的不断提高,同时也增强了水利工程建设中对地基的处理技术,地基处理技术的不断完善,也使得施工后的工程质量越来越好,保障了水利工程的使用寿命,既能够保证软土地段上修建的桥梁和路段的稳定性,同时又可以节约成本,我们需要在根据软土地段的地质实际情况进行分析和资金的投入,在建筑过程中还要不断的总结建筑经验,为以后的软土地基处理工作,打下坚实的基础。

一、水利施工中软土地基的危害

软土是一种天然的含水量高、孔隙比较大、压缩性很高以及抗剪的强度比较低的细粒土。所谓软土地基是指软土为主要成分,与粉沙、粉土等一些其他成分混合而成的地基。因此这样的土地基具有质地软、渗透性差、空隙性高、压缩性高、承载力低以及抗剪强度低的特点。水利工程建设的施工范围内,很多都是软土地基,而在软土地基上进行施工,建筑物会因此发生滑动甚至损坏。这也是建筑物发生滑动的最主要原因,而因为软土地基自身的特点以及施工过程中,地基上的负荷较大或者降水,使得软土的容重增加,造成剪应力的增加,使得软土地基在某一个面上的抗剪强度低于它所遭受的剪应力,因此失去了平衡,危及水工建筑物的稳定,严重时甚至会出现坍塌等严重事故。

二、水利施工中软土地基处理技术

为了确保水利工程的施工质量,避免因软基问题而带来的不良影响,在施工中就应该对软土地基进行有效加固后再进行下一步施工。目前在水利施工中,软土地基的处理技术方法有很多种,在具体的施工中应该采取哪种处理技术需要结合实际情况科学确定。以下就简单介绍几种常见的软基处理技术。

(一)换填管理法

在进行水利施工软土地基处理时,如果遇到的软土层比较薄的情况,可以将基底以下一定深度范围内的软土层挖出,用灰土、水泥、沙土等把软弱土层换填,在完成换填后,一定要进行有效的夯实,使换填后的土层符合工程对地基承载力的要求。一般来说,换填土包括砂和砂垫层,碎石和矿渣垫层,灰土和素土垫层。在进行换填管理的过程中,根据实际情况选择不同的底层材料,对于材料不同的垫层,所起的作用也是不同的,但主要是使用抗剪强度较高、压缩性较低的填筑材料替代软土,提高地基的承载力。由于换填沙土的成本较高,且渗透较严重,因此大多采用就地取材,换填泥土。这样不仅节省了成本,而且有利于水利工程的防渗。在填充软垫层材料的时候,会有一定的空隙出现,这样我们就可以利用透水性强的功能加快排水,利于软土的加快固结,防止低温时出现冻胀问题。

(二)排水固结法

在进行水利施工软土地基的管理中,排水固结法是重要的方法之一。排水固结法主要由排水和加压两大部分组成,根据加压方式的不同可以分为:堆载预压法、真空预压法、降水预压法和联合加压法。在排水固结的过程中,我们需要利用建筑物本身的重量进行加压管理,或者在建筑工程开展之前对施工场地先进行加载预压,从而使土体中的空隙逐渐减小,达到固结的目的。排水系统是充分利用土层自身所具备的透水特性,在地基中安放排水装置,由排水装置集中进行排水。常见的排水装置主要有两种:塑料水管排水和沙井排水。

(三)强夯法

在空隙较大,且含水量在一定范围内的软弱粘性土的软土地基处理中一般运用强夯法进行处理。所谓强夯法就是把重达80kN的夯锤上升到一定的高度,使夯锤做自由落体运动,利用夯锤自身的重量将土夯实。在水利施工中的软土地基的处理中合理的运用强夯法,能够有效提高软土地基的承载力。

(四)水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩法是一种以水泥或石灰等材料作为固化剂主体,并通过专业的深层机械搅拌的方式,将软土地基深层的软土和固化剂融合,所进行的化学和物理方法。这种方法不仅有效的增强了地基的整体性、稳定性,还有效的减少了软土地基的沉降。

(五)高压喷射注浆法

注浆即为灌浆,将两种特性的浆液配比融合,利用泵将混合好的浆液注入软土地基的土层之中或注入到建筑物与地基结合的缝隙中,使得浆液在软土地基中扩散开,并深入渗透,最后将地基硬化,达到加固地基和防水的效果。其步骤可以分为:钻孔、插管、高喷施工和冲洗四个阶段。这种注浆作用表现在粘结凝固的作用,高压使土层之间产生加密的效果;土质填充饱满,起到割断水流效果;化学反应固结土质等效果,这是在传统的换土层法、夯实法、挤密法等软土地基处理方法中的一种现代软土地基处理方法的创新。

(六)灌浆法

为了使淤泥软土层及砂质的土层的地基硬化,达到巩固地基和地基的防水效果,我们将两种特性的浆液进行配比融合,然后利用泵将浆液注入到软土地基的土层之中,使其深入渗透的做法,浆液所用的大多是水泥浆、黏土浆以及一些化学物质如聚氨酯材料和硅酸盐等。

(七)加筋法

在一些沉降量不大的软土地基中,我们一般运用加筋土基法,进行对地基的处理,我们根据细粒土经常发生侧向位移的情况,在地基土层中假如耐拉性强的工程材料,让二者之间发生强大的摩擦力,在这样的摩擦力的作用下,土层和地下的工程材料便成为了一个整体,不仅降低了水利设施建设中在软土地基中的应力,而且大大的提高了地基的稳定性,同时提高了水利施工中软土地基的水平横向排水。

结语

随着世界科技的不断进步,在水利施工中对于软土地基的处理方法也越来越多,其目的都是为了改善软土地基土层性质,增加地基的稳定性,但为了最终得到最好的处理效果和争取最大的经济价值,还需要根据施工的具体情况采用最恰当的方式进行建设。

参考文献

[1]司良娟.水利施工中软土地基处理技术[J].轻工设计,2011(01):159.

[2]张广英,潘玉军.水利施工中软土地基处理技术探讨分析[J].中国水运:下半月,2012(02):154-154,164.

作者:钱治国 单位:宁安市水土保持委员会办公室